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2019 年度 実績報告書

バイオ分子、グラファイトシリカと酸化チタン用いた水素製造システムの開発と機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K06011
研究機関山形大学

研究代表者

有馬 ボシールアハンマド  山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (30596549)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード水素製造 / バイオ分子 / 光触媒
研究実績の概要

本研究では、グラファイトシリカ(GS)及びTiO2混合物の水素製造量にバイオ分子であるバクテリアロドプシ(bR)の効果について調べた。bRを加えることでGSの水素製造増大の効果が遮断されると分かった。その理由として、bR分子は-COOH基を使ってTiO2の表面を囲んでしまうのでGSがTiO2と不可欠な凝集が出来ないことで水素製造量が減少すると考えられる。この結果によって我々が以前提案したGSによるTiO2の水素製造増大の機構を裏付けることができた。 また、バイオ分子であるヒスチジン、フェニルアラニンを含めたCdS@TiO2コアーシェール及び硫化カドミウム複合体ナノ粒子の合成に成功した。試料を合成の際、反応溶液として水の代わりにエチレングリコールやエチレンジアミンを使用するとナノサイズの粒子の合成が可能である事が分かった。合成したナノ粒子を用いて可視光照射中に水素製造を評価したところ、水素製造増大を確認できた。特に、バイオ分子/CdSナノコンポジットの場合、通常のCdSより水素製造は48に増加する事が分かった。粒子サイズが小さくなり、光触媒の比表面積が大きくなったことで水素製造量が増加したと考えられる。また、長時間の光照射中にも関わらず水製製造の減少がなかったことからバイオ分子により金属硫化物の光腐食の防止効果があると分かった。得られた結果を用いて特許出願1件(出願中)、国際雑誌論文1報、国内雑誌論文3報、国際学会4件、国内学会4件(内依頼講演1件)の発表を行った。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Efficient light trapping structures for organic photovoltaics fabricated by nanoimprint lithography2020

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Kubota, Kenta Hiraga, Kensaku Kanomata,Bashir Ahmmad, Jun Mizuno, Fumihiko Hirose
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 印刷中 ページ: 1-5

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 酸化亜鉛コーティングをした色素増感太陽電池の試作と評価2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木拓馬・吉田一樹・鹿又健作・三浦正範・有馬 ボシール アハンマド・久保田 繁・廣瀬文彦
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 119 ページ: 29-31

  • [雑誌論文] ヒスチジン添加したCdS@TiO2 コアーシェル型ナノコンポジットの合成及び水の光分解による水素製造評価2020

    • 著者名/発表者名
      間井寛人・東條郁也・久保田 繁・廣瀬文彦・有馬ボシールアハンマド
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 119 ページ: 25-28

  • [雑誌論文] バイオ分子/CdSナノコンポジットの合成及び水の光分解による水素製造評価2020

    • 著者名/発表者名
      東條郁也・久保田繁・廣瀬文彦・有馬ボシールアハンマド
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 119 ページ: 19-23

  • [雑誌論文] Room temperature atomic layer deposition of niobium oxide using plasma excited humidified argon and its application to anticorrosion to hydrochloric acid2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Kazuki、Tokoro Kentaro、Kanomata Kensaku、Miura Masanori、Saito Kentaro、Ahmmad Bashir、Kubota Shigeru、Hirose Fumihiko
    • 雑誌名

      Journal of Vacuum Science & Technology A

      巻: 37 ページ: 060901~060901

    • DOI

      10.1116/1.5116844

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Biomolecule Decorated Nanoparticles of CdS Photocatalyst for Highly Efficient Hydrogen Production via Water Splitting2019

    • 著者名/発表者名
      Fumiya Tojo, Shigeru Kubota, Fumihiko Hirose, Bashir Ahmmad
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Smart Systems Eingineering 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Histidine Decorated CdS@TiO2 Core-Shell Nanocomposites Photocatalyst for Hydrogen Production via Water Splitting2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Mai, Fumiya Tojo, Shigeru Kubota, Fumihiko Hirose, Bashir Ahmmad
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Smart Systems Eingineering 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Biomolecule impregnated nano-photocatalysts for hydrogen production2019

    • 著者名/発表者名
      Bashir Ahmmad, Fumiya Tojo, Hiroto Mai
    • 学会等名
      Joint Meeting of the Tohoku Area Chemistry Societies/Symposium for Young Researchers
    • 招待講演
  • [学会発表] Multiferroic Properties of Gd and Pr Co-Doped BiFeO3 Ceramics2019

    • 著者名/発表者名
      Naoto Kubota, M. K. Alam, F. A. Khan, Shigeru Kubotaa, Fumihiko Hirosea, Bashir Ahmmad
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Smart Systems Eingineering 2019
  • [学会発表] Histidine decorated nanoparticles of cadmium sulfide for highly efficient hydrogen production via water splitting2019

    • 著者名/発表者名
      Bashir Ahmmad, Fumiya Tojo, Shigeru Kubota, Fumihiko Hirose
    • 学会等名
      7th International Conference on Semiconductor Photochemistry
    • 国際学会
  • [備考] 有馬研究室HP

    • URL

      http://nanoenergy-lab.yz.yamagata-u.ac.jp/

  • [備考] Research map

    • URL

      https://researchmap.jp/30596549/?lang=ja

  • [備考] Research gate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Bashir_Ahmmad

  • [備考] ORCiD

    • URL

      https://orcid.org/0000-0001-7748-9746

  • [産業財産権] CdSナノコンポジットおよびその製造法2020

    • 発明者名
      有馬 ボシールアハンマド
    • 権利者名
      山形大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-025180

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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